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INDURA PERU S.A

ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD EXPOFUNDICION 2013

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU

27 de Marzo del 2013

Presentador:Ing. CIP.CWI. Miguel Angel Terán Llacma

INDICE

- Introducción

- Concepto

-Metalurgia

-Metalografía

ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD

-Metalografía

-Elementos base /Impurezas/ Elementos aleantes

- Recalentamiento

-Defectos de fundición

-Procesos de Soldadura

-Materiales de Aporte

-Procedimiento de Soldadura

INTRODUCCION

Hoy en día la producción de Acero al Manganeso en las fundiciones relacionadas al sector minero están entre el 20% y 40% aproximadamente, por lo que la soldadura al arco constituye la alternativa eficaz para


al arco constituye la alternativa eficaz para la reparación de piezas defectuosas o desgastadas en campo , teniendo en cuenta las consideraciones adecuadas para obtener los mejores resultados .

�Aleación no magnética .

�Alta resistencia ,buena ductilidad ,rapid work-Hardening , resistencia al desgaste.

�Aleaciones comerciales de 1 a 1.4%Carbon y 11 a 14%Manganeso (ASTM A128).

�Composición nominal 1.2%C y 12.5%Mn.

�Cr, Mo , Ni , V ,Cu, Ti ,Bi proveen especiales propiedades.


CONCEPTO

�Casting , Hot- Rolled billets , bars , plates and wire.

�Casting and Rolled product quenched condition(Templado).

�Wire annelead condition(Recocido).

� Manganeso en el acero : Fuerte afinidad con Oxigeno , Azufre y Carbón.

�Actúa como Desoxidante , reduciendo la Hot- Craking y contribuye al Endurecimiento.

�Manganeso Libre y Hierro forman SSS , haciendo muy lenta la transformación austenitica durante el enfriamiento.

�Grandes adiciones de Mn favorecerán la transformación austenitica a temperatura ambiente acompañado de un enfriamiento rápido.


Metalurgia

�Para asegurar Austenita a temperatura ambiente :Templar al agua desde una alta temperatura ( Austenita completa y Carbón en solución).

�La temperatura adecuada de Austenizacion depende de los contenidos de Manganeso y Carbón.

�Temperatura adecuada entre 1900ºF y 2000ºF .


Metalurgia

Causal de Malas Propiedades : PRECIPITACION DE CARBUROS

� Bajas velocidades de enfriamiento desde T.A.

� Templados inadecuados debido a la baja conductividad térmica del acero .

�Inadecuadas temperaturas promueven la formación de cadenas de carburos sin disolver agrupados en los bordes de grano.


Metalurgia

disolver agrupados en los bordes de grano.

�Máximos espesores de fundiciones comerciales hasta 6 pulgadas.


Metalurgia

Gerencia de Marketing y Gestión Comercial


Metalografía

CARBON�Entre 1.05 a 1.35% ( optimo 1.15%) .�Leve efecto sobre Resistencia a la Fluencia( Yield Strength)�Altos niveles de Carbón causan problemas en el T.T.�Bajos niveles de Carbón evitan la fragilidad y precipitación de Carburos durante el enfriamiento.

MANGANESO�Entre 11 a 14% .�Fuerte efecto sobre la Resistencia a la Tracción y Ductilidad .


Elementos Base

�Fuerte efecto sobre la Resistencia a la Tracción y Ductilidad .�Estabilizador de Austenita.�Variación de hasta 2% por encima o debajo de lo nominal debido a la Segregación durante la solidificación .

SILICIO�Entre 0.4 a 0.6%� Valores máximos hasta 1%.�Hasta 2 % , incremento moderado Y.S. y mejora el flujo plástico bajo repetidos impactos.

FOSFORO Y AZUFRE�Son relativamente inofensivos en el Acero al Manganeso.�Según especificación ASTM A128 permite un máximo de 0.07% P .�No debe exceder el Fosforo por encima de 0.04% en piezas fundidas ( cracking fabrication and weld hot cracking ).�El Azufre no tiene influencia en las propiedades del metal por estar neutralizado por el exceso de Manganeso.


Impurezas

CROMO�Entre 1.5 a 2.5%�Incrementa el L.E pero reduce la Ductilidad por aumento de Carburos Frágiles en la Austenita cuando esta en 2.5%�Asociado a un alto nivel de Carbón se obtienen carburos sin disolver.

MOLIBDENO�Incrementa el L.E sin sacrificar la Tenacidad ej. Zapata de Oruga�Mejora la Tenacidad y resistencia a la rajadura en As Cast.�Homogeniza el tamaño de grano.


Elementos Aleantes

�Homogeniza el tamaño de grano.�Reduce la formación de Carburos Frágiles durante el temple.

NIQUEL�Poco efecto en el Y.S.�Estabilizador de Austenita con ligero incremento en la Ductilidad.

BISMUTO�Ligera mejora en la maquinabilidad.

TITANIO�Disuelve al Carbón en la Austenita formando Carburos estables.


Recalentamiento

�Tiene gran efecto en las Propiedades.

�Reduccion de Ductilidad y precipitacion de Carburos en los bordes de grano ,a diferencia de los aceros estructurales .

� No calentamientos por encima de 260ºC .De ocurrir esto nuevo T.T. Debe realizarse.

�Tiempo , Temperatura y C.Q. deben tomarse en cuenta al soldar �Tiempo , Temperatura y C.Q. deben tomarse en cuenta al soldar para evitar fragilizacion.

�Se recomienda aleaciones 1%C, 1%Mo y 13%Mn.

�El Molibdeno suprime la precipitacion de carburos y la fragilidad hasta 480ºC.

�Con contenidos de 3.5%Ni la fragilidad se suprime hasta 600ºC o más.


Recalentamiento


DEFECTOS DE FUNDICION

ZONA DE ENFRIADORES

PUNTOS CALIENTES SOBRE LOS ALIMENTADORES

RECHUPE



POROS

SOPLADURAS


PROCESOS DE SOLDADURA

�Soldadura al Arco : Unión , Reparación y Surfacing ( SMAW , FCAW , GMAW)

�Usar procesos con un mínimo Heat Input ( Fragilid ad y baja Tenacidad)

�Procesos OAW y GTAW NO son recomendados


MATERIAL DE APORTE - ELECTRODOS

�Electrodos Revestidos , Alambres Sólidos y Tubulare s.

�Buenas Propiedades Mecánicas y Resistencia a la Fi suracion , con un máximo de 0.03 a 0.04% P.

�Mn-Cr / Cr-Ni-Mn , Alta Resistencia a la Abrasió n, Rápido Work Harden bajo impacto , Alta toleranci a a la Dilución Ac.Mn –Ac.C


PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA

�Antes de SOLDAR , Remover con precaucion (no overheated) cualquier metal endurecido en el trabajo , Fisuras u otros defectos por esmerilado o gouging.�El material endurecido en el trabajo es mas susceptible a la fisuracion que el material Templado.�NO PRECALENTAR.�Temperaturas de Interpase no debe exceder 280ºC ,respetar periodos de un minuto entre pases para evitar recalentamientos y fragilizacion en el un minuto entre pases para evitar recalentamientos y fragilizacion en el ZAC. �Usar un mínimo de Aporte Térmico ( Electrodos de menor diámetro).�Hacer depósitos rectos con arcos cortos y DCEP ( soldadura intermitente ).�Usar sistemas de enfriamiento forzado por Agua y Aire.�Alivio de tensiones ( Peened) .�Multipases en lugar de pases simples ( Revenir Martensita) con precaucion .�Se recomienda procesos de soldadura semiautomaticos



Alivio de Tensiones PEENED

Remoción de defectos



�Usar electrodos WELDMANG 14 o WELDMANG CAST para soldadura de Reparación de defectos de fundición.

� Al reparar rajaduras y/o defectos profundos deben ser eliminados completamente ( usar PT) . Rellenar con electrodos inoxidables Austeniticos tipo 3XX. INDURA 308L. Posteriormente completar con WELMANG 14 o WELMANG CAST.

�Para unión Ac . al Mn – Ac. Carbono o Baja Aleación con electrodos WELDMANG o Electrodos de Aceros Inoxidables tipo 3XX ( INDURA 29/9 , INDURA 308 , INDURA 309 , INDURA 25/20 ).Controlar la Dilución.



RECHUPE EN BASE DE ALIMENTADOR

RECHUPE REPARADO Y ENSAYADO CON PT

POROS REPARADOS ( CHILL)



REPARACION DE RECHUPE

EN BASE DE LOS

ALIMENTADORES



REPARACION DE

DEFECTOS EN BUCKETS


BUILD-UP Y RECARGUE

BLINDAJE EN BUCKETS

RECONSTRUCCION DE MARTILLOS


SOLUCION INDURA

ELECTRODOS REVESTIDOS


SOLUCION INDURA

ALAMBRES TUBULARES


SOLUCION INDURA

ALAMBRES TUBULARES

Análisis típico material depositado (Alambre 218-O) (% en Peso)

C Si Mn Cr Ni Fe1.00 0.40 15.00 3.10 0.4 Bal.

TUBE – ALLOY 218 - 0

Análisis típico material depositado (Alambre AP-O) (% en Peso)

C Si Mn Cr Fe

0,42 0,30 16,50 13,0 Bal.

TUBE – ALLOY AP - 0

GRACIAS…ACEROS AL MANGANESO-SOLDABILIDADINDURA PERUGRACIAS… INDURA PERU

27 de MARZO de 2013

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